数据库初识数据库初识github地址0. 前言1. MySQL的登录2. 什么是数据库3. 为什么要用数据库存储数据为什么要有数据库？为什么用数据库存储数据4. Linux中MySQL数据库的使用样例5. 常见主流数据库6. 服务器，数据库，表关系7. MySQL整体架构1. 最上层：客户端连接层（Client Connectors）2. MySQL Server 层（核心层）（1）Connection Pool（连接池）（2）SQL Interface（SQL 接口）（3）Parser（解析器）（4）Optimizer（优化器）（5）Caches（缓存）（6）Services & Utilities（服务与工具）3. 存储引擎层（Pluggable Storage Engines）4. 最底层：文件系统与日志层 总结一句话8. SQL语句分类和存储引擎SQL分类存储引擎9. 结语
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0. 前言 数据库是现代应用的核心，它为数据的安全存储、高效查询和便捷管理提供了解决方案。本文以 MySQL 为例，从基础概念到实际操作，带你快速入门并理解数据库的整体架构与常见用法。
1. MySQL的登录命令：mysql -h 127.0.0.1 -P 3306 -u_root-p
命令中选项的解释：
-h：指明登录部署了mysql服务的主机ip地址，这里127.0.0.1表示本机
-P：指明我们要访问的端口号，不输入-P时，默认使用配置文件中的端口
-u：指明登陆用户
-p：指明登录时需要输入密码
密码输入后，不会回显
登入mysql后，输入quit退出2. 什么是数据库mysql与mysqld
mysql：是数据库服务的客户端mysqld：是数据库服务的服务器端。可执行程序带上d，表示这是一个守护进程。mysql本质：是基于C(mysql)S(mysqld)模式的一种网络服务CilentServermysql是一套提供数据存取的服务的网络程序
口语中说的数据库，一般指的是，在磁盘或者内存中存储的特定结构组织的数据，也就是将来在磁盘上存储的一套数据库方案
数据库服务，可以特指mysqld
3. 为什么要用数据库存储数据数据库：结构化的存储在磁盘上的文件数据库：为用于提供数据存储服务的一整套解决方案为什么要有数据库？提升数据安全性：文件方式存储容易丢失或损坏，安全性差，缺少完整的访问控制和权限管理。数据库提供访问控制、备份与恢复机制，更安全可靠。便于数据查询和管理：文件只能顺序读取或简单查找，而数据库支持高效的查询语言（SQL）、索引、事务管理，极大提高数据管理能力。支持海量数据存储：文件在面对海量数据时效率低下，不易扩展。数据库可以高效组织、分片和扩展，满足大规模应用需求。数据库能够同时支持磁盘存储和内存优化，实现大数据量下的高效操作。方便程序操作：使用文件存放存储，程序员需要自己维护文件的读写、索引、并发控制，开发复杂。数据库提供统一的接口和 API，用户只需提出“存储字段”和“查询需求”，数据库就能高效返回结果，减少开发者对底层存储的直接管理，使应用更易维护和扩展。为什么用数据库存储数据安全性：数据库支持用户权限、加密、备份与恢复机制，保障数据不丢失、不泄露。高效性：数据库利用索引和优化器快速定位数据，比单纯的文件操作更快。可扩展性：支持存储海量数据，并能通过分库分表、集群扩展性能，可灵活扩展容量和性能。易管理性：通过 SQL 或 API，开发者可以方便地进行增删改查、统计分析，减少冗余和不一致。一致性与可靠性：数据库事务机制保证数据在并发操作下仍然正确可靠。支持并发，多个用户或程序可同时安全访问数据。保障完整性，通过约束和事务机制保证数据正确性。 总结一句话：数据库是为了解决文件存储在安全性、管理性、查询效率、扩展性和程序操作上的不足，使数据能够更安全、更高效、更可控地存储与使用。
4. Linux中MySQL数据库的使用样例Ubuntu 22.04中mysql服务中配置文件存放的路径：/etc/mysql/mysql.conf.d/mysqld.cnf打开Ubuntu 22.04 中MySQL的配置文件:vim /etc/mysql/mysql.conf.d/mysqld.cnf
[mysqld]
pid-file = /var/run/mysqld/mysqld.pid
socket = /var/run/mysqld/mysqld.sock
datadir = /var/lib/mysql # mysql服务中数据存放的路径
log-error = /var/log/mysql/error.log
character-set-server = utf8
default-storage-engine = innodb
bind-address = 0.0.0.0
查看已有的数据库
show databases;
数据库中数据在磁盘中存储的位置：
datadir = /var/lib/mysql # mysql服务中数据存放的路径
在数据库中建表：
create database helloWorld; # 建立名为 helloWorld 的表
建立数据库的本质是在磁盘中建立了一个文件夹：
创建数据库表
create table student(
id int,
name varchar(32),
gender varchar(2)
);
表中插入数据
insert into student (id, name, gender) values (1, '张三', '男');
insert into student (id, name, gender) values (2, '李四', '女');
insert into student (id, name, gender) values (3, '王五', '男');
查询表中的数据
select * from student;
总结结论：
建立一个数据库，本质是在Linux下建立一个目录在数据库内建立表，本质就是在Linux下创建对应的文件！**数据库本质其实也是文件！！**只不过这些文件并不由程序员直接操作，而是由数据库服务帮我们进行操作以上工作是谁做的？是mysqld服务帮我们做的
5. 常见主流数据库SQL Sever： 微软的产品，.Net程序员的最爱，中大型项目。Oracle： 甲骨文产品，适合大型项目，复杂的业务逻辑，并发一般来说不如MySQL。MySQL：世界上最受欢迎的数据库，属于甲骨文，并发性好，不适合做复杂的业务。主要用在电商，SNS，论坛。对简单的SQL处理效果好。PostgreSQL ：加州大学伯克利分校计算机系开发的关系型数据库，不管是私用，商用，还是学术研究使用，可以免费使用，修改和分发。SQLite： 是一款轻型的数据库，是遵守ACID的关系型数据库管理系统，它包含在一个相对小的C库中。它的设计目标是嵌入式的，而且目前已经在很多嵌入式产品中使用了它，它占用资源非常的低，在嵌入式设备中，可能只需要几百K的内存就够了。H2： 是一个用Java开发的嵌入式数据库，它本身只是一个类库，可以直接嵌入到应用项目中6. 服务器，数据库，表关系所谓安装数据库服务只是在机器上安装了一个数据库管理系统程序，这个管理程序可以管理多个数据库，一般开发人员会针对每一个应用创建一个数据库为保存应用中实体的数据，一般会在数据库中创建多个表，以保存程序中实体的数据。数据库服务器、数据库和表的关系如下:
7. MySQL整体架构MySQL 是一个可移植的数据库，几乎能在当前所有的操作系统上运行，如 Unix/Linux、Windows、Mac 和 Solaris。各种系统在底层实现方面各有不同，但是 MySQL 基本上能保证在各个平台上的物理体系结构的一致性
这张图大致把 MySQL 分为 四层结构：
1. 最上层：客户端连接层（Client Connectors）包括 JDBC、ODBC、.NET、PHP、Python、Perl、C API 等。作用：为不同的编程语言或应用程序提供访问 MySQL 的接口。用户通过这些驱动或 API 与 MySQL 进行通信，发送 SQL 语句、获取结果。2. MySQL Server 层（核心层）这是 MySQL 的“大脑”，处理请求、解析 SQL、优化执行。它又分为几个模块：
（1）Connection Pool（连接池）负责 客户端连接管理：建立连接、用户认证（用户名、密码）、权限校验。处理连接复用、安全性、并发控制。（2）SQL Interface（SQL 接口）提供执行 SQL 的入口，支持 DML（增删改查）、DDL（建表/改表）、存储过程、视图、触发器等。（3）Parser（解析器）词法解析（Lexical）：把 SQL 语句分解成一个个词法单元。语法解析（Syntactic）：检查 SQL 是否符合语法规则。语义解析：检查 SQL 是否合理，例如表名是否存在。（4）Optimizer（优化器）选择最优的 SQL 执行方案。例如：决定走哪个索引、选择连接顺序、是否使用全表扫描等。优化器的好坏直接影响查询效率。（5）Caches（缓存）全局缓存和引擎特定缓存。常见如 Query Cache（在 MySQL 8.0 已废弃）、InnoDB Buffer Pool（页缓存、索引缓存）。缓存能减少磁盘 IO，提高查询性能。（6）Services & Utilities（服务与工具）提供数据库的周边功能：
备份与恢复安全机制主从复制、集群分区表可视化工具（Workbench）3. 存储引擎层（Pluggable Storage Engines）MySQL 的 核心特点之一：存储引擎可插拔。常见存储引擎：
InnoDB（默认，支持事务、外键，行级锁）MyISAM（轻量级，读多写少场景）Memory（数据存放在内存，速度快，但不持久化）Archive（适合归档存储，压缩高效）Federated（访问远程 MySQL 数据库）Merge、Cluster、Example 等 不同存储引擎可以共享 MySQL 上层的 SQL 接口，但负责数据的实际存储与读取。
4. 最底层：文件系统与日志层File System（文件系统）数据最终存放到操作系统文件系统（如 NTFS、ext4、SAN、NAS）。Logs and Files（日志与文件）MySQL 运行时生成各种日志：
Binary log（二进制日志，用于复制与恢复）Error log（错误日志）Slow log（慢查询日志）General log（通用日志，记录所有语句）Redo log（InnoDB 用于崩溃恢复）Undo log（事务回滚用）Data files、Index files（实际数据和索引文件） 总结一句话MySQL 的整体架构是 “连接层 → SQL 执行层 → 存储引擎层 → 文件系统层”。
上层（Server 层）处理 SQL 解析、优化、缓存、安全。中间（存储引擎层）负责数据的存取方式（可插拔）。底层（文件系统）最终把数据写入磁盘，并通过日志保证事务一致性与高可用性。8. SQL语句分类和存储引擎SQL分类DDL【data definition language】数据定义语言，用来维护存储数据的结构代表指令：create, drop, alterDML【data manipulation language】数据操纵语言，用来对数据进行操作代表指令：insert，delete，updateDML中又单独分了一个DQL，数据查询语言，代表指令：selectDCL【Data Control Language】数据控制语言，主要负责权限管理和事务代表指令：grant，revoke，commit存储引擎存储引擎是：数据库管理系统如何存储数据、如何为存储的数据建立索引和如何更新、查询数据等技术的实现方法MySQL的核心就是插件式存储引擎，支持多种存储引擎。
查看存储引擎：
show engines;
MySQL 存储引擎对比
FeatureMyISAMBDBMemoryInnoDBArchiveNDBStorage LimitsNoNoYes64TBNoYesTransactions (commit, rollback, etc.)✘✔✘✔✘✔Locking granularityTablePageTableRowRowRowMVCC/Snapshot Read✘✘✘✔✘✘Geospatial support✔✘✘✔✘✘B-Tree indexes✔✔✔✔✘✔Hash indexes✘✘✔✔✘✔Full text search index✔✘✘✔✘✘Clustered index✘✘✘✔✘✔Data Caches✘✘✘✔✘✔Index Caches✔✘✘✔✘✔Compressed data✘✘✘✔✔✘Encrypted data (via function)✔✘✘✔✘✘Storage cost (space used)LowLowN/AHighVery LowLowMemory costLowLowMediumHighLowHighBulk Insert SpeedHighHighHighLowVery HighHighCluster database support✘✘✘✘✘✔Replication support✔✘✘✔✘✔Foreign key support✘✘✘✔✘✘Backup/Point-in-time recovery✔✘✘✔✘✔Query cache support✔✔✔✔✔✔Update Statistics for Data Dictionary✔✘✘✔✘✔ 总结要点：
InnoDB：MySQL 默认引擎，支持事务、行级锁、外键，适合大多数应用。MyISAM：读写性能高，支持全文索引，但不支持事务，表级锁。Memory：数据存储在内存中，速度快，但断电数据丢失。Archive：高压缩率，适合日志、归档数据存储。NDB (Cluster)：支持分布式集群，适合高可用、高并发场景。BDB：较旧的事务引擎，现在已基本弃用。9. 结语 通过本文的学习，我们了解了数据库的作用、MySQL 的基本使用方式及其架构特点。数据库不仅是数据存放的工具，更是应用高效运行的关键。
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